Слайд 1Клеточный цикл. Митоз. Стволовые клетки. Понятие о детерминации и дифференцировке.
Слайд 2Клеточный цикл
промежуток времени между двумя последовательными делениями клетки.
Слайд 3Клеточный цикл
Клеточный цикл - совокупность явлений между последовательными делениями клетки или
между ее образованием и гибелью.
Клеточный цикл состоит из интерфазы и собственно деления
В интерфазу клетка может готовиться к новому делению или дифференцироваться и работать на макроорганизм.
Эукариотические клетки в физиологических условиях делятся митозом.
Слайд 4Интерфаза
Состоит из 3-х периодов:
G1-постмитотический (пресинтетический);
S-синтетический;
G2-премитотический (постсинтетический); в т.ч. G0-период.
Слайд 5G1-период
Следует за делением клетки;
Период активного роста клетки;
Синтез белка
и РНК;
Длится до нескольких дней;
Синтезируются триггерные белки;
Если клетка не достигает точки рестрикции, она выходит из цикла и вступает в период репродуктивного покоя (G0-период).
Дифференцировка.
Гибель.
Пребывание в неблагоприятных условиях.
Слайд 6S-период
Репликация ДНК.
Синтез белка (гистонов и негистоновых).
Дупликация центриолей.
Продолжительность
8-12 ч.
Подготовка к делению:
синтез АТФ;
синтез РНК и белка (тубулина);
Продолжительность 2-4 ч.
G2-период
Слайд 7Митоз
Длительность митоза составляет в среднем от 40 до 90 минут. Причем
самой короткой фазой митоза можно считать анафазу. Она занимает всего несколько минут.
Слайд 8Митоз (непрямое деление клетки)
способ деления клеток, который обеспечивает равномерное распределение генетического
материала между дочерними клетками.
Митоз включает 4 стадии:
профаза;
метафаза;
анафаза;
телофаза.
Слайд 9Профаза
Происходит конденсация хроматина с формированием хромосом. Каждая хромосома состоит из
двух идентичных двойных спиралей ДНК – сестринских хроматид, связанных в области центромеры.
Ядерная оболочка к концу фазы исчезает.
Ядрышки исчезают.
Кариоплазма смешивается с цитозолем.
Поровый комплекс и ламина диссоциируют.
Диплосомы расходятся к полюсам клетки.
Начинает формироваться веретено деления.
Слайд 10Метафаза
Хроматин максимально конденсирован.
Хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки.
Сестринские
хромосомы соединены в области центромеры.
Метафазная пластинка
Материнская звезда.
Слайд 11Анафаза
Сестринские хроматиды каждой хромосомы (D-хромосома) расходятся к разным полюсам клетки.
Начало анафазы сопровождается резким повышением концентрации Са++ в гиалоплазме.
Хромосомы, состоящие из одной хроматиды (S-хромосомы) скапливаются на полюсах клетки. Формируется сократитель-ное кольцо.
Слайд 12Расхождение сестринских хроматид
Микротрубочки митотического веретена деления прикрепляются в области центромеры
к кинетохорам (кинетохорные). Присоединение происходит через динеины, кинезиноподобный белок, когезины.
Полюсные микротрубочки.
Астральные микротрубочки.
Слайд 13Телофаза
вокруг, разошедшихся хромосом на полюсах клетки восстанавливается кариолемма за счет
мембран аЭПР;
формируется ламина и ядерные поры;
формируются ядрышки;
хроматин деконденсируется, хромосомы исчезают;
сократительное кольцо сокращается, формируется клеточная перетяжка;
происходит распределение органелл между дочерними клетками.
Слайд 14Цитокинез
Срединное тельце. Сократительное кольцо.
Слайд 17Веретено деления (яйцо аскариды)
Слайд 18Митоз в животных клетках (краевая зона печени аксолотля)
Слайд 19Эндомитоз, амитоз, атипичный митоз
Эндомитоз – вариант митоза, при котором происходит удвоение
набора хромосом внутри кариолеммы без последующего образования веретена деления.
Амитоз (прямое деление ядер) – деление ядра клетки при котором не происходит конденсации хроматина, образования веретена деления, дупликации центриолей и разрушения кариолеммы. Ядро делится, оставаясь в интерфазном состоянии. Цитотомия не всегда следует за делением ядра.
Атипичный митоз – вариант митоза, сопровождающийся нарушением нормального деления клетки и характеризуется неравномерным распределением хромосом между дочерними клетками.
Слайд 20Регуляция клеточного цикла
После получения клеткой пролиферативного сигнала (факторы роста, интерлейкины, гормоны
и др.) активируются вторичные посредники, что ведет к активации генов, кодирующих циклины.
У каждого циклина имеется гомологичный участок для связывания с СDC.
Основные комплексы позвоночных:
циклин D-cdk4 (G0/G1);
циклин Е -cdk2 (G1/S);
циклин А-cdk2 (S);
циклин В1-cdk1 (G2/M).
Эти комплексы фосфорилируют специфические субстраты – ядерные ламины, гистоны, нуклеолин, РНК полимераза II, р53, факторы транскрипции или взаимодействуют с регуляторными молекулами, такими как p21 и p27.
Циклин В1 является митотическим циклиновым комплексом, в норме слабо экспрессируется на стадиях G0/G1, экспрессия повышается в S фазе, достигая максимума во время G2/M фазы. Комплексы связываются со специальными белками и подвергаются разрушению.
Слайд 21Клеточные популяции (Леблоновские)
Стабильные популяции состоят из клеток, которые полностью утратили
способность к делению (кардиомиоциты).
Обновляющиеся популяции имеют камбиальные клетки, в результате деления которых образуются и дифференцируются специализированные клетки, восполняющие естественную убыль высокодифференцированных клеток (эпидермис, эпителий кишечника, клетки красного костного мозга).
Растущие популяции способны не только к обновлению, но и к увеличению количества клеток (гепатоциты, тироциты).
Слайд 22Стволовые клетки
- низкодифференцированные клетки организма с высоким пролиферативным потенциалом, способные превращаться
под действием определенных сигналов в зрелые клетки, выполняющие определенные функции.
Слайд 23Классификация стволовых клеток
По источнику выделения:
Эмбриональные стволовые клетки.
Фетальные стволовые клетки.
Стволовые клетки взрослого
(тканеспецифичные, постнатальные).
По способности к дифференцировке:
Тотипотентные.
Плюрипотентные.
Мультипотентные (полипотентные).
Унипотентные (монопотентные).
Слайд 24Свойства стволовых клеток
Неспециализированные клетки.
Высокий пролиферативный потенциал.
Иммортальность.
Способность к
асимметричному делению.
Способность к дифференцировке.
Способность к трансдифференцировке.
Хоуминг (от англ. houming).
Стволовые клетки называют также камбиальными клетками или клетками камбия
(от лат. cambium — обмен, смена).
Слайд 26Эмбриональные стволовые клетки
- тотипотентные или плюрипотентные стволовые клетки, выделяемые на стадии
морулы, бластоцисты или из полового зачатка 5-ти недельных зародышей (гонобласты). Содержат всю информацию об эмбриогенезе.
Все специализированные клетки взрослого организма происходят из эмбриональных стволовых клеток.
Слайд 27Фетальные стволовые клетки
плюрипотентные стволовые клетки выделенные из абортивного материала (9-12
неделя).
Слайд 28Стволовые клетки взрослых (тканеспецифичные)
более специализированные и более ограниченные в дифференцировке
(мульти- или унипотентные), чем эмбриональные стволовые клетки, находящиеся во внутренних органах новорожденных и взрослых. В организме имеются популяции стволовых клеток различной степени зрелости.
Слайд 29Классификация стволовых клеток взрослого
Гемопоэтические стволовые клетки.
Мезенхимальные стволовые клетки.
Нейрональные
стволовые клетки.
Стволовые клетки кожи.
Стволовые клетки пищеварительного тракта.
Стволовые клетки скелетной мускулатуры.
Стволовые клетки миокарда.
Слайд 30Гемопоэтические стволовые клетки
CD34, CD133, CD 117
Слайд 31Стволовые клетки пуповинной и плацентарной крови
стволовые гемопоэтические клетки, выделяемые из
пуповинной и плацентарной крови.
Первые 30 мин кровь в плаценте не сворачивается.
Сбор пуповинной крови осуществляется после рождения ребенка и его отделения, когда плацента находится in или ex utero.
В зависимости от различных факторов объем собранной пуповинной крови достигает 200 мл.
Слайд 32Стромальные стволовые клетки (stromal/mesenhymal stem cells)
CD 14+
CD 35+
Источники:
костный
мозг;
жировая ткань;
пуповинная кровь.
Слайд 33Функция стволовых клеток взрослых
Обеспечивают рост организма.
Обеспечивают физиологическую и репаративную
регенерацию органов и тканей.
Слайд 34Детерминация
- (лат. determinatio — ограничение, определение) - определение генетической программы (активация/репрессия конкретных
генов) направленной дифференцировки клетки, определение направления развития, что проявляется возникновением высоко специализированных клеток.
Слайд 35Дифференцировка
процесс реализации генетически обусловленной программы формирования специализированного фенотипа с учетом
микроокружения.
Фенотип клеток
есть результат
взаимодействия
координированной
экспрессии генов и
окружающей среды.
Слайд 36Дифференцировка
Индуцируется комбинациями факторов роста, колониестимулирующих факторов, цитокинов, гормонов, факторов микроокружения.
Угнетается кейлонами.
Дифференцировка
не запрограммирована,
а определяется
внешними
сигналами.
Слайд 37Дифферон
(гистогенетический ряд)
совокупность клеток, составляющих определенную линию дифференцировки.
1) Стволовые клетки.
2)
Клетки-предшественники (камбиальные, полустволовые).
3) Дифференцированные клетки.
4) Стареющие и отмирающие клетки.
Слайд 38Трансдифференцировка
способность региональной стволовой клетки дифференцироваться в клетки другого органа и/или
другого зародышевого листка.
Гемопоэтическая СК –
нейроны, мышечные
клетки, гепатоциты.
Мезенхимальная СК -
кадиомиоциты,
волокна скелетных мышц.